機械原理課件：第一章_機構的結構分析

1、機構的結構分析機構的結構分析1平面機構的結構分析平面機構的結構分析一一. 基本概念基本概念 1. 機械機械 : 機器機器與與機構機構的總稱。的總稱。 機器機器 : 具有三個共性。具有三個共性。 機構機構 : 只具有機器的前兩個共性。只具有機器的前兩個共性。 2. 構件構件與與零件零件 零件零件 制造單元制造單元 構件構件 運動單元運動單元 構件可以由一個零件或多個零件剛接而成構件可以由一個零件或多個零件剛接而成 3. 運動副運動副 : 兩構件通過表面直接接觸而形成的兩構件通過表面直接接觸而形成的可動聯(lián)接可動聯(lián)接。 運動副元素運動副元素: 兩構件表面直接接觸的兩構件表面直接接觸的點點、線線、面面

2、。機構的結構分析機構的結構分析2 4. 運動副的分類運動副的分類： 平面運動副平面運動副：兩構件：兩構件在同一平面內在同一平面內作相對運動作相對運動 平面平面低副低副 兩構件以兩構件以面接觸面接觸構成的可動聯(lián)接構成的可動聯(lián)接 平面平面高副高副 兩構件以兩構件以點或線接觸點或線接觸構成的可動聯(lián)接構成的可動聯(lián)接 平面低副：平面低副：轉動副轉動副 聯(lián)接的兩構件只能聯(lián)接的兩構件只能作相對轉動作相對轉動 移動副移動副 聯(lián)接的兩構件只能聯(lián)接的兩構件只能作相對移動作相對移動 空間運動副空間運動副：兩構件兩構件在不同平面內在不同平面內作相對運動作相對運動 5. 運動鏈運動鏈 : : 多個構件以運動副聯(lián)接而成的

3、系統(tǒng)多個構件以運動副聯(lián)接而成的系統(tǒng) 分類分類 ：空間運動鏈、平面運動鏈：空間運動鏈、平面運動鏈 閉式運動鏈、開式運動鏈閉式運動鏈、開式運動鏈 6. 機構機構 ：有機架并有確定運動的運動鏈：有機架并有確定運動的運動鏈 分類分類 ：平面機構、空間機構：平面機構、空間機構機構的結構分析機構的結構分析3二二. 基本知識和技能基本知識和技能 1. 機構運動簡圖的機構運動簡圖的繪制與識別圖繪制與識別圖 在機構運動簡圖中：在機構運動簡圖中： 運動副運動副 按國家標準所規(guī)定的代表符號畫出按國家標準所規(guī)定的代表符號畫出 構件構件 用線段、小方塊用線段、小方塊等簡單圖形畫出等簡單圖形畫出 尺寸尺寸 按選定的比例畫

4、出按選定的比例畫出 2.平面機構的平面機構的自由度自由度的的計算計算及機構及機構運動確定性運動確定性的的判別判別 F = 3n - 2P L- P H n 活動構件數活動構件數 P L 低副數低副數 P H 高副數高副數機構的結構分析機構的結構分析4自由度計算時須自由度計算時須注意注意 : : (1) K個構件在同一處構成的復合鉸鏈中有個構件在同一處構成的復合鉸鏈中有 ( K - 1 )個轉動副個轉動副 (2) 局部自由度應去除（通常每個滾子有一局部自由度）局部自由度應去除（通常每個滾子有一局部自由度） (3) 虛約束應去除。（注意虛約束出現的場合）虛約束應去除。（注意虛約束出現的場合）機構的

5、結構分析機構的結構分析5 機構具有確定運動的條件機構具有確定運動的條件 F 0 0 能動能動 原動件數原動件數 F 機構運動相互干涉機構運動相互干涉 F 0 0 不能動，為剛性構架不能動，為剛性構架 3. 機構的結構分析機構的結構分析 （1）高副低代：高副低代： 用用一個構件，兩個低副一個構件，兩個低副代替一個高副代替一個高副 須滿足：代替前后機構的須滿足：代替前后機構的自由度不變自由度不變 代替前后機構的代替前后機構的瞬時運動不變瞬時運動不變機構的結構分析機構的結構分析6 高副低代必須遵循一定的方法：高副低代必須遵循一定的方法： 曲線對曲線曲線對曲線的高副低代的高副低代機構的結構分析機構的結

6、構分析7 點對曲線點對曲線的高副低代的高副低代機構的結構分析機構的結構分析8 曲線對直線曲線對直線的高副低代的高副低代機構的結構分析機構的結構分析9 點對直線點對直線的高副低代的高副低代機構的結構分析機構的結構分析10 2. 機構的結構分析機構的結構分析 （1）基本桿組及桿組的級別基本桿組及桿組的級別 自由度為零的，不能再拆分的構件組自由度為零的，不能再拆分的構件組 級桿組：二桿三低副組級桿組：二桿三低副組 級桿組：四桿六低副組級桿組：四桿六低副組 含有一個帶三低副的中心構件含有一個帶三低副的中心構件 （2）機構的拆組及機構的級別機構的拆組及機構的級別 從遠離原動件的構件開始拆分桿組從遠離原動件的構件開始拆分桿